هناك العديد من وحدات القياس نستخدمها لتعريف أشياء مثل الكثافة والحجم والكتلة، فالكتلة هي مقدار ما في الجسم من مادة، والتي تقاس بالكيلو أو الجرام والحجم هو الحيز الذي يشغله الجسم ويقاس بالسنتيمتر مربع، والكثافة هي كتلة المادة بوحدة الحجم، والتي تقاس (كغ/م3) أو (غم/سم3)، وتختلف كثافة المواد عن بعضها البعض حيث تختلف كثافة المواد الصلبة عن السائلة مثلاً.

المادة السائلة

الحالة السائلة هي أحد الحالات التي تتخذها المادة والتي يمكننا أن نصفها بأنها الحالة المائعة التي تكون عليها المادة، وتأخذ الحالة السائلة حجم ثابت طردياً مع درجة الحرارة والضغط المحيط، وتأخذ المادة السائلة شكل الإناء أو الشيء الموضوعة فيه.

تتميز السوائل عن غيرها من حالات المادة ببعض الخصائص التي تتميز بها هذه الحالة من المادة، ومن أهم هذه الخصائص: التوتر السطحي والذي يعني أن يكون السائل سهل التصرف فيه لأنه يكون مرن ولين، ومن ضمن خواصه الخاصية الشعرية التي تمكن السائل من الانتقال من الأسفل إلى الأعلى مثل ما يحدث في النباتات وكما يحدث في التمدد والانكماش والتبخر عندما يبلغ السائل درجة عالية من الغليان ويتحول إلى غاز.

تمتلك المادة السائلة قدرة الضغط على الإناء الموضوعة فيه بنفس أسلوب الضغط على ما يوجد داخل هذا السائل، كما يمتلك السائل كثافة خاصة به، ولكي نتمكن من قياس كثافة السائل يحب أن نتبع قانون الكثافة المعتمد، والذي يعني أن الكثافة تساوي كتلة المادة مقسومة على الحجم، ويمكن أن نمثله رياضياً في المثال التالي: (P = M / V) حيث أن P ترمز إلى الكثافة، وM ترمز إلى الكتلة وv ترمز إلى الحجم.

كثافة السوائل

الكثافة هي العلاقة التي تربط بين وحدتي الكتلة والحجم للجسم، وتعد العلاقة بين الحجم والكتلة طردية أي أنه كلما ازدادت كثافة المادة يزداد حجمها.

تتأثر كثافة أي سائل بعاملين الحرارة والضغط، حيث يظهر أثر الحرارة على الجسم بالتمدد، ويعد السبب من هذا أن جزيئات المادة تخسر قوة التجاذب بسبب تعرضها إلى الحرارة، فيتسع مقدار المسافة الموجودة بين جزيئات المادة ويحدث حينها ما نراه من تمدد، أما تأثير عامل الضغط على المادة يجعل هذه الجزيئات تبدأ بالانكماش حيث تزداد الجاذبية بين جزيئات المادة فتزداد كثافة المادة حينها.

وتعتبر كثافة المادة من الصفات الفيزيائية الهامة التي تتحكم بشكل كبير في طبيعة المادة بغض النظر عن حالة المادة، فكلما زادت كثافة المادة زادت صلابتها أما إذا كانت كثافة المادة متوسطة فهذا يعني أن المادة في الحالة السائلة، أما في الحالة التي تكون قيمة الكثافة منخفضة في المادة تكون في حالتها الغازية.

كيفية حساب كثافة السوائل

كما قلنا سابقاً أن كثافة المادة يتم قياسها عن طريق قسمة الكتلة على الحجم، وتعد وحدة قياس كثافة السوائل هي الجرام لكل سنتيمتر مكعب، حيث تكتب على النحو التالي (جم/سم3)، وتكتب باللغة الإنجليزية على النحو التالي (g/cm3)، وتقاس بوحدة الكيلو جرام في المتر المكعب والتي تكتب على النحو التالي (كجم/م3)، وبالإنجليزية تكتب على النحو التالي (Kg/m3).

تتفاوت الطريقة التي يتم حساب كثافة المواد السائلة علمياً عن طريقة حساب كثافة المواد الصلبة، والسبب وراء هذا هو التباعد الكبير بين الجزيئات في المادة سائلة الذي يعد أكبر من التباعد الموجود بين جزيئات المادة الصلبة ولكي نتمكن من إيجاد كثافة السائل، لابد أن نتبع تلك الخطوات، الخطوة الأولى نستخدم الميزان حتى نقيس القيمة الفعلية لكتلة المادية السائلة، والخطوة الثانية هي استخدام جهاز المخبار المدرج.